國產(chǎn)5G射頻芯片破風(fēng)而來，加持可重構(gòu)架構(gòu)一芯多用

電子發(fā)燒友網(wǎng)報(bào)道（文/李寧遠(yuǎn)）射頻芯片一直以來由于技術(shù)難度高，研發(fā)時(shí)間長，長時(shí)間被國外所壟斷。尤其是5G出現(xiàn)以后，5G射頻芯片又一次提高了射頻行業(yè)的天花板，是5G基站上的核心組件。

不久前，中國移動(dòng)正式發(fā)布國內(nèi)首款商用可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片“破風(fēng)8676”。該芯片可廣泛商業(yè)應(yīng)用于云基站、皮基站、家庭基站等5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備。

這項(xiàng)核心自主創(chuàng)新成果實(shí)現(xiàn)了從零到一的關(guān)鍵性突破，填補(bǔ)了可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片領(lǐng)域的國內(nèi)空白，有效提升了我國5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的自主可控度。

自主可控，國產(chǎn)可重構(gòu)5G射頻芯片

5G，已經(jīng)在各行各業(yè)、各類設(shè)備中不斷深入著應(yīng)用。伴隨著5G技術(shù)的出現(xiàn)與深入應(yīng)用，5G射頻芯片逐漸進(jìn)入大眾視野。尤其是華為被斷供5G射頻芯片后，5G射頻芯片的重要性更是讓大家意識(shí)到其重要性。

在通信設(shè)備里，專門負(fù)責(zé)收發(fā)無線電磁波的一系列電路、芯片、元器件等，被統(tǒng)稱為射頻芯片（RFIC）。射頻和基帶，是現(xiàn)代通信設(shè)備實(shí)現(xiàn)通信功能的基石。

5G射頻芯片是用于5G通信系統(tǒng)中的關(guān)鍵組件之一，其作用是在設(shè)備和基站之間進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸和通信。5G射頻芯片可以將數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換為射頻信號(hào)，并將其發(fā)送到接收端，同時(shí)還可以將接收到的射頻信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，是5G系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)高速、低延遲、可靠通信的關(guān)鍵核芯。

與4G等早前的通信手段不同，5G在性能上有著大幅的提升，這建立在設(shè)備內(nèi)天線數(shù)量與支持頻段大幅增加的前提下。在復(fù)雜的頻段組合下，5G射頻收發(fā)芯片需要支持比以往多得多的不同頻率和調(diào)制方案以適應(yīng)不同的網(wǎng)絡(luò)要求和應(yīng)用場景。

實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的頻段組合的技術(shù)難度已經(jīng)很高，在實(shí)現(xiàn)的同時(shí)還不能增加芯片功耗和尺寸，這讓射頻芯片的設(shè)計(jì)難度進(jìn)一步增加。而實(shí)現(xiàn)高性能的5G系統(tǒng)必須強(qiáng)大的5G射頻芯片作為支持。

5G射頻芯片長期以來被國外壟斷，“破風(fēng)8676”的發(fā)布是國內(nèi)5G射頻芯片領(lǐng)域關(guān)鍵性的突破，大幅提升了中國5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備的自主可控度。

以往國內(nèi)運(yùn)營商5G設(shè)備里面的核心5G模塊不少都是采用的國外芯片，尤其是射頻前端。國內(nèi)自研5G射頻芯片的推出，將改變這一格局，在5G網(wǎng)絡(luò)核心設(shè)備上實(shí)現(xiàn)國產(chǎn)自主可控。

中國移動(dòng)于2021年成立芯片研發(fā)企業(yè)聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室，開展“破風(fēng)8676”可重構(gòu)5G射頻收發(fā)芯片研發(fā)，貫穿芯片規(guī)格定義、前后端設(shè)計(jì)、仿真驗(yàn)證、性能調(diào)測和整機(jī)集成全流程。根據(jù)中國移動(dòng)在發(fā)布會(huì)上的消息，“破風(fēng)8676”芯片目前已在中國移動(dòng)多家頭部合作伙伴的整機(jī)設(shè)備中成功集成，國產(chǎn)化量產(chǎn)正在穩(wěn)步推進(jìn)中。

可重構(gòu)架構(gòu)，拓寬5G射頻芯片性能邊界

無線通信發(fā)展的一個(gè)重要趨勢是單個(gè)終端可以適用于多種通信標(biāo)準(zhǔn)，隨著人們對(duì)多種通信標(biāo)準(zhǔn)兼容性以及功能多樣性的需求，能夠工作在多種模式和多種頻段的射頻系統(tǒng)就成為解決此問題的關(guān)鍵。早在3G時(shí)代，射頻芯片廠商就在開始探索用一個(gè)芯片處理多個(gè)無線服務(wù)的多頻帶的射頻芯片。

傳統(tǒng)射頻系統(tǒng)方案的特點(diǎn)是可以有效利用已有的芯片技術(shù)，降低開發(fā)周期和成本，但存在的問題是隨著5G通信模式的深入應(yīng)用以及頻段的增加，特別是多通道技術(shù)的需要，射頻芯片的復(fù)雜度和芯片面積都會(huì)大大增加，從而增加了通信系統(tǒng)的面積和成本。

在多模多頻射頻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，為了盡可能提高集成度和復(fù)用程度，業(yè)內(nèi)對(duì)可重構(gòu)射頻芯片技術(shù)開始了深入研究。

中國移動(dòng)此次發(fā)布的5G射頻芯片，并不是傳統(tǒng)的射頻芯片，而是可重構(gòu)5G射頻芯片。這款基于可重構(gòu)架構(gòu)的射頻芯片和傳統(tǒng)的射頻芯片有著很多不同，可重構(gòu)架構(gòu)的利用進(jìn)一步拓寬了5G射頻芯片性能邊界。

所謂可重構(gòu)架構(gòu)，是指在配置信息的控制下，利用系統(tǒng)中的可編程計(jì)算資源，根據(jù)應(yīng)用的需要構(gòu)造出最適配的架構(gòu)。可重構(gòu)架構(gòu)的本質(zhì)是通過多次重新配置可編程計(jì)算資源的功能和互連，使系統(tǒng)兼具高性能、低功耗、易維護(hù)、低成本等多種特性。

目前尚不清楚“破風(fēng)8676”具體采用了何種可重構(gòu)技術(shù)路線，根據(jù)發(fā)布會(huì)上的介紹，從該架構(gòu)支持信號(hào)帶寬、雜散抑制頻點(diǎn)和深度等重要規(guī)格參數(shù)的靈活匹配，可以靈活調(diào)整數(shù)字預(yù)失真、削峰等模塊算法，以及增量功能如基帶成型濾波、均衡濾波等特性來看，該芯片更貼近軟硬件均可編程的動(dòng)態(tài)重構(gòu)技術(shù)路線。

靈活性是可重構(gòu)5G射頻芯片最明顯的提升，靈活配置不同的頻帶和調(diào)制方案，在面對(duì)各種不同的終端設(shè)備、不同的網(wǎng)絡(luò)需求時(shí)能夠靈活地去匹配。

通過動(dòng)態(tài)調(diào)整其運(yùn)行參數(shù)，以最優(yōu)的配置來匹配網(wǎng)絡(luò)條件，這也有利于不同的5G系統(tǒng)充分發(fā)揮其性能，提高整個(gè)5G系統(tǒng)的效率。

一顆芯片動(dòng)態(tài)支持多個(gè)頻帶和標(biāo)準(zhǔn)，也減少了系統(tǒng)對(duì)于多個(gè)專用射頻組件的需求，一芯多用的可重構(gòu)芯片在5G終端設(shè)備的整體成本上也更具優(yōu)勢。

而且，隨著5G技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展與深入應(yīng)用，肯定會(huì)有新的功能和標(biāo)準(zhǔn)引入?？芍貥?gòu)5G射頻芯片通過新的固件在不斷演進(jìn)的功能和標(biāo)準(zhǔn)下進(jìn)行升級(jí)，能及時(shí)保證系統(tǒng)性能和可靠性，這也是可重構(gòu)5G射頻芯片在傳統(tǒng)射頻芯片功能基礎(chǔ)上的進(jìn)一步拓展。

在可重構(gòu)架構(gòu)的加持下，5G射頻芯片為5G系統(tǒng)提供了更靈活、更高效、更有成本優(yōu)勢的特性。

寫在最后

“破風(fēng)8676”的發(fā)布，不僅對(duì)于5G建設(shè)有著重要意義，還體現(xiàn)了我國在5G技術(shù)、芯片等領(lǐng)域的持續(xù)突破，是國內(nèi)5G產(chǎn)業(yè)實(shí)現(xiàn)自主可控的階段性突破成就。

更巧合的是，“破風(fēng)8676”發(fā)布正值美商務(wù)部長雷蒙多訪華期間。“破風(fēng)8676”前一天，華為還官宣了搭載自研麒麟芯片和國產(chǎn)5G芯片的Mate 60手機(jī)正式開售。這么看來，芯片以“破風(fēng)”命名，頗有“破封”的含義在里面，寓意我國高端通信產(chǎn)業(yè)上下游正在突破封鎖，實(shí)現(xiàn)自主可控。